La nutrición de nitrógeno modula la respuesta a la infección a través de modificaciones metabólicas en plántulas
Autores: Barrit, Thibault; Planchet, Elisabeth; Lothier, Jérémy; Satour, Pascale; Aligon, Sophie; Tcherkez, Guillaume; Limami, Anis M.; Campion, Claire; Teulat, Béatrice
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
La nutrición de nitrógeno modula la respuesta a la infección a través de modificaciones metabólicas en plántulas
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Efecto
Nutrición de nitrógeno
Susceptibilidad de plántulas
Metaboloma
Expresión génica
Infección por patógenos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
Se sabe poco sobre el efecto de la nutrición de nitrógeno en la susceptibilidad de las plántulas a los patógenos transmitidos por semillas. Anteriormente hemos demostrado que las plántulas cultivadas en condiciones de alto nitrato (5 mM) son menos susceptibles que aquellas cultivadas en bajo nitrato (0.1 mM) y amonio (5 mM) en el patosistema de Arabidopsis. Sin embargo, no se sabe cómo se modula el metabolismo de las plántulas por la nutrición de nitrógeno, ni cuál es su respuesta a la infección por patógenos. Aquí abordamos esta cuestión utilizando el mismo patosistema y condiciones nutritivas, examinando la cinética de germinación, el desarrollo de las plántulas, pero también los contenidos de iones en los brotes, el metaboloma y la expresión de genes seleccionados. La nutrición de nitrógeno alteró claramente el metaboloma de las plántulas. Se observó un perfil metabolómico similar en plántulas inoculadas cultivadas en altos niveles de nitrato y en plántulas no inoculadas. Los altos niveles de nitrato también llevaron a patrones específicos de expresión génica (por ejemplo, metabolismo de poliaminas), mientras que otros genes respondieron a la inoculación independientemente de las condiciones de suministro de nitrógeno. Además, los metabolitos que mejor se correlacionaron con altos síntomas de enfermedad fueron el coumarato, la tirosina, los azúcares de hemicelulosa y las poliaminas, y aquellos asociados con síntomas bajos fueron los ácidos orgánicos (vía del ácido tricarboxílico, glicerato, shikimato), derivados de azúcares y beta-alanina. En general, nuestros resultados sugieren que el efecto beneficioso de la nutrición de alto nitrato en la susceptibilidad de las plántulas se debe probablemente a mecanismos nutritivos y de señalización que afectan los procesos de desarrollo de las plantas que son perjudiciales para el patógeno. En particular, puede deberse a un metabolismo de triptófano constitutivamente alto, así como a la regulación a la baja del estrés oxidativo causado por el catabolismo de poliaminas.
Descripción
Se sabe poco sobre el efecto de la nutrición de nitrógeno en la susceptibilidad de las plántulas a los patógenos transmitidos por semillas. Anteriormente hemos demostrado que las plántulas cultivadas en condiciones de alto nitrato (5 mM) son menos susceptibles que aquellas cultivadas en bajo nitrato (0.1 mM) y amonio (5 mM) en el patosistema de Arabidopsis. Sin embargo, no se sabe cómo se modula el metabolismo de las plántulas por la nutrición de nitrógeno, ni cuál es su respuesta a la infección por patógenos. Aquí abordamos esta cuestión utilizando el mismo patosistema y condiciones nutritivas, examinando la cinética de germinación, el desarrollo de las plántulas, pero también los contenidos de iones en los brotes, el metaboloma y la expresión de genes seleccionados. La nutrición de nitrógeno alteró claramente el metaboloma de las plántulas. Se observó un perfil metabolómico similar en plántulas inoculadas cultivadas en altos niveles de nitrato y en plántulas no inoculadas. Los altos niveles de nitrato también llevaron a patrones específicos de expresión génica (por ejemplo, metabolismo de poliaminas), mientras que otros genes respondieron a la inoculación independientemente de las condiciones de suministro de nitrógeno. Además, los metabolitos que mejor se correlacionaron con altos síntomas de enfermedad fueron el coumarato, la tirosina, los azúcares de hemicelulosa y las poliaminas, y aquellos asociados con síntomas bajos fueron los ácidos orgánicos (vía del ácido tricarboxílico, glicerato, shikimato), derivados de azúcares y beta-alanina. En general, nuestros resultados sugieren que el efecto beneficioso de la nutrición de alto nitrato en la susceptibilidad de las plántulas se debe probablemente a mecanismos nutritivos y de señalización que afectan los procesos de desarrollo de las plantas que son perjudiciales para el patógeno. En particular, puede deberse a un metabolismo de triptófano constitutivamente alto, así como a la regulación a la baja del estrés oxidativo causado por el catabolismo de poliaminas.